La resistenza alla corrosione di getti in acciaio in lega ad alta temperatura è strettamente correlato alla sua composizione chimica. Se una pellicola di ossido stabile, densa e altamente adesiva può essere formata sulla superficie del materiale in una temperatura elevata e un ambiente medio complesso è un fattore chiave per determinarne la resistenza alla corrosione. I seguenti sono gli effetti dei principali elementi di lega sulla sua resistenza alla corrosione:
Il cromo (CR) è uno degli elementi di resistenza alla corrosione più critici. Può reagire con ossigeno ad alte temperature per formare un fitto film protettivo di ossido di cromo (CR₂O₃), che può effettivamente impedire a ossigeno, zolfo e altri gas corrosivi di invadere ulteriormente la matrice metallica. Generalmente, con l'aumento del contenuto di cromo (generalmente tra il 18% e il 30%), la resistenza all'ossidazione e la resistenza alla corrosione del solfidazione del materiale sono significativamente migliorate, quindi le leghe di cromo elevate sono ampiamente utilizzate in atmosfere di combustione contenenti zolfo o ambienti di ossidazione ad alta temperatura.
Sebbene il nichel (NI) stesso non sia un elemento ossidante forte, può migliorare la stabilità della struttura dell'austenite e migliorare la resistenza alla tenacità e alla fatica termica del materiale ad alte temperature. Inoltre, il nichel può anche migliorare la resistenza alla corrosione del materiale nella riduzione dei media, come alcuni ambienti acidi. La presenza di nichel aiuta anche a migliorare l'adesione complessiva e la capacità di riparazione del film di ossido.
Il molibdeno (MO) ha una buona resistenza alla corrosione ionica di cloruro, in particolare nella prevenzione della corrosione e della corrosione della fessura. Può anche migliorare la stabilità del materiale nella riduzione degli acidi (come l'acido cloridrico e l'acido solforico), quindi viene spesso utilizzato in ambienti altamente corrosivi come l'attrezzatura chimica.
Il silicio (SI) e l'alluminio (AL) possono anche formare film protettivi di ossido (come Sio₂ e Al₂o₃). Questi ossidi sono più stabili di CR₂O₃ in determinate condizioni di ossidazione ad alta temperatura specifiche, il che aiuta a migliorare la resistenza all'ossidazione del materiale. Tuttavia, la loro quantità di aggiunta è generalmente bassa, altrimenti può influire sulla plasticità del materiale e le proprietà di fusione.
L'effetto del carbonio (C) sulla resistenza alla corrosione è più complicato. La giusta quantità di carbonio può migliorare la resistenza del materiale e la resistenza all'usura, ma un contenuto di carbonio troppo alto può facilmente portare alla precipitazione dei carburi ai confini del grano, causando corrosione intergranulare, specialmente durante la saldatura o il servizio ad alta temperatura. Pertanto, nelle applicazioni che richiedono una buona resistenza alla corrosione, vengono spesso utilizzati disegni in lega a basso contenuto di carbonio o a bassa carbonio.
Inoltre, elementi di microalloying come il titanio (TI) e il niobio (NB) possono ridurre la formazione di fasi dannose fissando azoto e stabilizzando il carbonio, migliorando indirettamente la resistenza alla corrosione del materiale, in particolare in termini di resistenza alla corrosione intergranulare.
La resistenza alla corrosione di getti in acciaio in lega ad alta temperatura è determinata dall'effetto sinergico di più elementi legati. Regolando razionalmente la composizione chimica, è possibile ottenere eccellenti effetti di protezione in diversi ambienti corrosivi. Ad esempio, aumentando il contenuto di cromo in un'atmosfera ossidante, aggiungendo molibdeno a un mezzo contenente cloruro e introducendo alluminio o silicio in condizioni di temperatura estremamente elevata in cui è necessaria una resistenza all'ossidazione sono tutte strategie di ottimizzazione comuni.
